About 2.900 kilometros a distância–less than three days drive, if that were possible–lies Landhs most dramatic structure. Ignorada em pesquisas passadas, a região remota entre o manto mais baixo e o núcleo superior está provando ser crucial na compreensão da evolução química e térmica do planeta. Não mais considerado como um simples contato delineando o núcleo externo de ferro líquido do manto rochoso, a região do manto-núcleo pode ser realmente a zona mais geologicamente ativa da Terra., Suas características parecem ter mudado imensamente durante a história da terra, e suas propriedades físicas variam de lugar para lugar perto da superfície inferior do manto. De fato, as mudanças físicas através da interface entre o núcleo e o manto são mais pronunciadas do que aquelas através da superfície planetária separando ar e rocha.pensa-se que a forte heterogeneidade da região limite do manto Central influencia muitos processos geológicos de escala global . A dinâmica da zona afeta a oscilação ligeira do eixo de rotação das terras e as características do campo geomagnético., Variações na região núcleo-manto também modulam a convecção no manto da Terra, que é responsável pelo movimento dos continentes e placas tectônicas.

A primeira dica de que algo incomum estava acontecendo na profundidade onde o núcleo e manto se encontram veio em meados da década de 1930. vibrações geradas por terremotos forneceram a pista. Ao longo da maior parte do manto, a velocidade das ondas sísmicas aumenta em função da profundidade. Além disso, as variações laterais na velocidade da onda sísmica são apenas menores., Pode-se interpretar essas características como significando que a terra se torna “mais simples” em relação à profundidade-ou seja, a composição e estrutura do planeta se tornam mais uniformes. Em contraste, a grande diversidade de estruturas geológicas e rochas observadas sob os pés revelam que a superfície é a região mais complicada.no entanto, o comportamento da velocidade das ondas sísmicas mantém-se apenas até um certo ponto., No ponto mais baixo, algumas centenas de quilômetros do manto, pouco antes do núcleo começar, a velocidade média das ondas sísmicas não aumenta sensivelmente, e mudanças mais significativas na velocidade aparecem de região para região . O efeito é sutil, totalizando apenas algumas diferenças por cento. No entanto, de acordo com os padrões geológicos, estes poucos por cento representam enormes variações na estrutura, temperatura ou ambos., Os primeiros trabalhadores reconheceram o significado das mudanças do comportamento simples no manto inferior sobrelotado e, consequentemente, nomeou esta região, que foi deduzida para ser cerca de 200 a 400 quilômetros de espessura, a camada D”.

a origem do nome das camadas (pronunciado “dee Double prime”) é mais histórica do que poética. Os primeiros geólogos rotularam as partes da terra profunda com letras do alfabeto, ao invés de crosta, manto e núcleo. Esta forma de identificação, no entanto, significava que qualquer camada intermediária posteriormente descoberta tinha que incorporar um símbolo “prime” para distingui-lo., Embora outras camadas foram eventualmente renomeadas, a nomenclatura D” resistiu.os investigadores propuseram várias interpretações para explicar as propriedades sísmicas da camada D”. Infelizmente, havia demasiadas explicações possíveis e muito pouca informação para permitir uma caracterização definitiva da camada. Melhores descrições da camada D tiveram que esperar até os avanços tecnológicos da década de 1980., Então, usando matrizes de instrumentos de gravação implantados em todo o mundo, os sismólogos poderiam pela primeira vez coletar e processar dados suficientes para derivar imagens tridimensionais do interior da Terra. Eles usaram sismômetros que operam principalmente na faixa entre cerca de um e 0,0003 hertz, ou ciclos por segundo. (Estas frequências acústicas estão muito abaixo do alcance da audição humana, que se estende de cerca de 20 a 20.000 hertz. A tomografia sísmica é muitas vezes comparada a tomografia computadorizada usada na medicina., Mas como depende das ondas sonoras, a tomografia sísmica é mais parecida com as imagens ultrassônicas feitas durante a gravidez. A principal desvantagem é a sua resolução: imagens de características menores que 2.000 quilômetros tendem a ser manchadas.no entanto, a tomografia sísmica ajudou a quantificar as propriedades da camada D”. Ele mostrou que a região difere drasticamente do manto circundante. O fato de que a velocidade das ondas sísmicas é afetada sobre as áreas de tamanho continental mostra que as estruturas de grande escala dominam D”., Ainda assim, a tomografia sísmica não poderia explicar as causas desta variabilidade nas propriedades físicas. Poderão existir grandes estruturas quimicamente distintas no fundo do manto, tal como os continentes marcam a heterogeneidade sísmica da superfície da Terra? Ou as heterogeneidade são simplesmente diferenças de temperatura em grande escala na base do manto?

lendo as ondas
para responder a estas perguntas, um de nós (Lay) começou no início da década de 1980 para implementar um novo método para explorar a fronteira core-mantle., A ideia era usar cálculos computacionais para analisar todas as características da frente de onda sísmica observada, não apenas a velocidade da onda, como no caso da tomografia sísmica. Tal análise de forma de onda é uma abordagem poderosa porque a técnica pode resolver estruturas tão pequenas como algumas dezenas de quilômetros de diâmetro em vez desses 2.000 quilômetros ou mais em tamanho. A desvantagem é que se pode olhar apenas para partes limitadas da fronteira core-mantle. Não há terremotos suficientes ou outras fontes de energia sísmica para obter uma imagem global em um nível tão alto de detalhe.,

os estudos sobre formas de onda sugerem que as regiões vizinhas dentro da camada D” podem ser mais distintas do que se pensava. Por exemplo, vários grupos de pesquisa que estudaram a fronteira core-mantle abaixo do Norte da Sibéria descobriram que as velocidades acústicas variam tão radicalmente em distâncias curtas que os sismómetros espaçados sistematicamente registravam diferentes ondas. A descoberta pode ser melhor explicada assumindo que a heterogeneidade nas velocidades sísmicas é grande em magnitude e ocorre em distâncias menores do que pode ser resolvido, isto é, dentro de algumas dezenas de quilômetros., Estudos sobre formas de onda também podem mapear as diferenças de espessura da camada D”. Em muitos lugares, o topo da camada D ” causa um aumento abrupto na velocidade das ondas, um processo que reflete a energia sísmica. As reflexões revelaram que a espessura da camada D” varia dramaticamente. A camada pode ser tão fina que pode ser indetectável, ou pode chegar a 300 quilômetros.as velocidades de cisalhamento das ondas sísmicas com direções horizontais e verticais de vibração diferem dentro da camada D, o que não é o caso no manto inferior., Esse fato sugere uma mudança na textura rochosa entre a região D e o manto circundante. Os estudos sobre formas de onda também desempenharam um papel importante na revelação de regiões de baixa velocidade em larga escala na camada D” abaixo do Pacífico central e da África Austral. Lianxing Wen, da Universidade Stony Brook e Sidao Ni e Donald Helmberger do Instituto de Tecnologia da Califórnia estabeleceram enorme províncias na base do manto composto de, aparentemente, quimicamente distintos material com baixa velocidade de cisalhamento, mas normal compressional de velocidade., Estas regiões estão subjacentes a regiões de baixa velocidade de cisalhamento no manto central, e geofísicos têm postulado que plumas térmicas podem subir das margens dessas regiões.o grupo de Stanley M. Flatté na Universidade da Califórnia em Santa Cruz ajudou a confirmar a grande variabilidade da camada D”. Durante meados da década de 1980, Flatté e seus colegas começaram a aplicar novos métodos de análise de ondas aos sinais obtidos a partir de ondas sísmicas que foram espalhadas no manto profundo., Seu método baseia-se em uma descrição estatística de como as ondas se propagam através de uma substância fortemente Espalhadora. Tal material seria análogo a névoa ou nuvens. A abordagem de Flatté é observar como a frente de onda de um terremoto muda de forma depois de viajar pela região D”. Um terremoto inicialmente envia uma onda esférica e suave. Mas como essa onda é refratada e dispersa por variações nas características sísmicas, tais como a forte heterogeneidade perto do limite núcleo-manto, a frente já não permanece lisa. Fica ondulado ou ondulado .,o truque para medir o grau de ondulação frontal é um denso conjunto de sismómetros. Tomando observações de uma dessas coleções localizada na Noruega, Flatté mostrou que a região D” parece bastante obscura para ondas sísmicas. Ela deve conter características heterogêneas tão pequenas quanto 10 quilômetros de comprimento. As observações sísmicas indicam que a região D” é uma camada heterogênea que varia lateralmente em espessura.

em contraste com a obscuridade da camada D”, o limite núcleo-manto (sobre o qual a camada D” repousa) parece liso e afiado. John E., Vidale, agora na Universidade da Califórnia em Los Angeles, e Harley Benz do U. S. Geological Survey têm demonstrado maravilhosamente o abrupto da interface. Eles usaram um grande número de estações de gravação sísmicas que tinham sido implantadas através do Oeste dos EUA, o conjunto de sismômetros geralmente monitora a atividade sísmica regional, mas Vidale e Benz empregaram-no para encontrar ondas sísmicas que saltaram fora da fronteira núcleo-manto. Notavelmente, ondas sísmicas chegaram coerentemente através de mais de 900 estações na matriz., Esta coerência implica que a fronteira core-mantle representa uma transição acentuada do manto para o núcleo, pelo menos para a área medida. A transição súbita reflete até 50% das ondas sísmicas e transmite o restante. Análises das ondas refletidas e transmitidas mostram que o limite varia em profundidade em não mais do que alguns quilômetros.

O limite do núcleo do manto parece ser um refletor afiado, com menos de alguns quilômetros de espessura., Em algumas regiões, no entanto, uma fina camada de velocidade Ultraleve (velocidades de cisalhamento reduzidas em 15 por cento ou talvez mais) tem sido observada usando ondas refletidas ou difratadas ao longo da fronteira núcleo-manto. Helmberger e Edward Garnero da Universidade do Estado do Arizona detectaram pela primeira vez estes patches de velocidade ultraleve, que têm as propriedades esperadas para regiões parcialmente fundidas adjacentes ao limite do núcleo do manto.estudos de ondas sísmicas têm feito muito para elucidar a camada D e o limite do núcleo do manto., Mas a inacessibilidade das regiões impediu que os geofísicos compreendessem completamente como surgiram estruturas tão complicadas.se estudos sísmicos não conseguem romper completamente a distância da terra profunda, por que não trazer o núcleo e o manto para a superfície? Esta é precisamente a abordagem adoptada por muitos investigadores, incluindo um de nós (Jeanloz). Especificamente, procurámos duplicar a alta pressão e a temperatura existentes no manto profundo e no núcleo., Um avanço na Engenharia tornou tal façanha possível: os investigadores tinham aprendido a comprimir amostras minúsculas entre os pontos de dois diamantes e a aquecer o espécime usando um feixe laser de alta potência. Em 1986, as células de diamante poderiam gerar pressões maiores do que as do centro das terras.a dureza do diamante não é a única razão para a utilização da substância como bigorna. A utilidade do diamante também reside em sua transparência. Um raio laser pode ser focado diretamente através do diamante para aquecer a amostra a milhares de graus Celsius., Além disso, pode-se observar o espécime enquanto ele está em pressões e temperaturas super-elevadas. Determina-se a temperatura da amostra medindo a radiação térmica que a amostra emite através do diamante. Desta forma, pode-se quantificar como “quente vermelho” ou “quente branco” o material se tornou; astrônomos inferem as temperaturas da superfície das estrelas pela cor da mesma maneira. Usando a célula de diamante aquecida a laser, podemos simular as temperaturas e pressões apropriadas no limite do núcleo do manto., Queríamos ver o que aconteceria quando colocássemos matéria que constitui o núcleo exterior em contato com minerais do manto mais baixo.é claro que precisávamos saber que materiais compõem o manto e o núcleo antes de apertá-los juntos. To determine the mantle constituents, Elise Knittle, working with Jeanloz, followed up on research by groups at the Australian National University, the Carnegie Institution of Washington and elsewhere., Contamos com trabalhos experimentais anteriores, modelos teóricos e o fato de que a pressão no manto inferior excede 20 gigapascais (200.000 atmosferas).a partir dessa informação, deduzimos que uma única fase mineral de alta pressão deve dominar o manto mais baixo. Este mineral é uma forma densa de silicato de magnésio de ferro, ou (Mg,Fe) SiO3, um composto robusto e quimicamente simples que pode ser formado apenas sob pressões acima de 20 gigapascais. Por ter a mesma estrutura cristalina que o mineral perovskita (CaTiO3), é consequentemente chamado de silicato de magnésio perovskita., A rocha do manto inferior provavelmente também contém pequenas quantidades de magnesiowüstite–uma combinação de óxido de magnésio (MgO) e wüstite (FeO). Esta composição é bastante diferente da natureza das rochas em ou perto da superfície das terras. Essas rochas superficiais são compostas por muitos minerais diferentes e complexos que reagem quimicamente e se transformam em novos minerais sob pequenas mudanças de pressão ou temperatura. A simplicidade química deduzida do manto profundo está de acordo com os dados derivados das ondas sísmicas, que mostram que ele é relativamente desprovido de estrutura (exceto para a camada D”)., Esta consistência nos dá confiança de que estamos examinando os minerais apropriados em nossas simulações de laboratório.experimentos recentes e cálculos da mecânica quântica por vários grupos no Japão e nos Estados Unidos indicam que o silicato de magnésio perovskite pode transformar-se em uma estrutura mineral ligeiramente mais densa a altas pressões e temperaturas perto da base do manto. Espera-se que esta transição ocorra apenas nas regiões de baixa temperatura de D”, Se ocorrer na camada D”.

determinar o constituinte do núcleo foi mais direto., Estudos sísmicos realizados há mais de 50 anos permitiram aos geofísicos inferir a sua estrutura. O núcleo consiste de uma substância derretida em torno de um centro sólido. O fluido é reconhecido como um metal — especificamente, uma liga de ferro. Na verdade, a batedura do ferro fundido gera campo magnético de terras.

Tendo estabelecido os compostos envolvidos, Knittle, agora na Universidade da Califórnia em Santa Cruz, realizou uma série de experimentos em que o líquido de ferro foi colocado em contato com silicato cristalino perovskite em altas pressões., Ela descobriu que o perovskita reage vigorosamente com ferro líquido, mesmo que estas substâncias se toquem apenas por alguns segundos. A natureza da reação química é bastante interessante e inesperada. Os produtos são uma mistura de minerais de óxido de isolação Eléctrica–silicato de magnésio perovskite e estishovite (SiO2)–e ligas metálicas–silicieto de ferro (FeSi) mais wüstite. Wüstite não era conhecido por ser capaz de formar uma liga metálica a qualquer temperatura ou pressão., Qualitativamente falando, wstite pode reagir desta forma porque seu átomo de oxigênio em altas pressões assume os atributos químicos normalmente atribuídos ao seu vizinho na tabela periódica, enxofre. Sulfetos metálicos como o dissulfeto de ferro (pirita, ou ouro de tolos) são, naturalmente, bem conhecidos.os experimentos também mostraram que o ferro líquido começa a reagir com substâncias do manto a pressões de 20 a 30 gigapascais. Tais pressões são muito menores do que aquelas na fronteira core-mantle (136 gigapascais)., Portanto, as reações provavelmente persistiram desde a história mais antiga do planeta–isto é, quando a terra estava se desenvolvendo e o núcleo poderia estar se formando a pressões abaixo de 136 gigapascais. É provável que estas reacções químicas tenham alterado significativamente o sistema do núcleo do manto. Uma quantidade considerável de oxigênio foi provavelmente atraída para, ou ligada com, o núcleo do metal ao longo da história geológica. Em essência, a rocha do manto inferior tem sido e ainda está lentamente se dissolvendo no metal líquido do núcleo exterior. Berni J., Alder do Laboratório Nacional Lawrence Livermore sugeriu isso há mais de 25 anos. As nossas experiências fundamentam a sua conjectura.

Na verdade, uma das consequências notáveis desta hipótese é que ela oferece uma explicação simples para as propriedades do núcleo são quase mas não exatamente as do ferro na pressão e temperatura equivalentes. Mais notavelmente, a densidade do núcleo exterior é cerca de 10% menor do que a do ferro puro . Mas como indicado pela hipótese Alders e pelas nossas experiências com células de diamante, o núcleo não pode ser completamente ferro., Um núcleo puramente de ferro teria sido contaminado pela reação com a rocha sobrejacente ao longo do tempo geológico. Muito plausível, o núcleo nunca foi ferro puro. Em vez disso, provavelmente continha algum níquel, enxofre e outros constituintes menores. Meteoritos ricos em ferro fornecem a base para esta hipótese. Tais meteoritos, considerados restos parciais dos materiais a partir dos quais a terra se formou, abrigam muitos contaminantes semelhantes. Tal como o ferro puro, estas ligas ricas em ferro podem reagir quimicamente com compostos rochosos a altas pressões e temperaturas, formando uma liga com oxigénio.,de acordo com nossos experimentos, o denso líquido do núcleo externo deve infiltrar-se na rocha, provavelmente por ação capilar. O metal fundido penetraria ao longo das fronteiras entre os grãos minerais no fundo do manto. Estimativas das forças capilares envolvidas sugerem que o líquido do núcleo poderia mover-se para cima cerca de dezenas a centenas de metros acima do limite do núcleo-manto. A reação entre o líquido do núcleo e a rocha do manto provavelmente ocorre em menos de um milhão de anos — instantaneamente, em termos geológicos.,

O líquido, no entanto, nem sempre tem necessariamente de se mover para cima e trabalhar contra a gravidade. A interface entre o manto e o núcleo não deve ser perfeitamente plana. Líquido metálico permearia lateralmente e para baixo para a rocha do manto a partir de regiões onde a fronteira núcleo-manto é elevada. Medições de estudos geodésicos e sísmicos indicam que a topografia da fronteira núcleo-manto se afasta da plana absoluta por centenas de metros a alguns quilômetros., Portanto, a zona de permeação e reação química direta entre o núcleo líquido e mantle rock não é mais do que centenas A, no máximo, milhares de metros de espessura. A estimativa do tamanho explica porque qualquer zona de reação no limite do núcleo-manto é difícil de detectar. A espessura da zona de reacção é inferior aos comprimentos de onda sísmicos típicos. Além disso, não mais do que uma fração modesta da zona de reação consiste em líquido em qualquer momento., Assim, detectar a presença de uma pequena quantidade de líquido em uma região fina requer uma análise muito detalhada das ondas que sentem a estrutura no manto mais baixo.

Como é que estas reacções químicas no limite do núcleo do manto são responsáveis pelas características observadas na camada D”? A resposta está em um processo complexo e indireto resultante de forças que atuam na interface core-mantle. As forças vêm da energia térmica do núcleo subjacente, que aquece a rocha na base do manto., Como resultado, a parte aquecida do manto se move para cima ao longo de um período de dezenas a centenas de milhões de anos–muito mais do que a reação entre o núcleo e o manto, que ocorre em menos de um milhão de anos. A convecção deve romper a zona de reação na fronteira núcleo-manto, isolando-a para cima e expondo a rocha do manto fresco ao líquido corrosivo do núcleo. A convecção é a mesma força que faz com que as placas tectônicas se movam na superfície da Terra.,

a convecção das mantas não entrain Os líquidos muito longe; qualquer metal líquido que possa estar presente nos limites provavelmente flui para fora, esponjoso, através de rocha porosa antes de se mover para cima. Por outro lado, os produtos cristalinos ricos em ferro da zona de reação, como wstite, são prontamente incorporados ao fluxo do manto. A convecção lenta do manto puxa para cima a liga cristalina a uma distância modesta antes que a densidade dos sólidos metálicos Faça com que eles afundem para trás em direção ao fundo., Estes sólidos assemelham-se essencialmente às borras da especiaria que permanecem no fundo de um pote de vinho.como resultado, as substâncias ricas em liga tendem a acumular-se na parte inferior do manto, especialmente perto de regiões de afloramento, assim como as nevadas se formam em uma nevasca. A dispersão ascendente ABETA a infiltração de material do núcleo e constrói uma zona mais espessa de mistura; a mistura de produtos de reação e manto não reagido causa a heterogeneidade sísmica., Em contraste, as regiões de baixa densidade dispersariam as borras e, assim, tendem a diluir a camada D” e a deprimir o limite núcleo-manto. Modelagem de Louise Kellogg da Universidade da Califórnia em Davis e Norman H. Sleep da Universidade de Stanford e outros sugerem que as ligas metálicas nas regiões locais da zona de reação podem ser arrastadas para cima várias centenas de quilômetros para o manto. O processo exigiria algumas dezenas de milhões de anos.a acumulação dos drifts ricos em liga na parte inferior do manto resolve um mistério importante., Especificamente, os drifts explicariam a variação na espessura da camada D” observada por sismólogos. Além disso, os cálculos indicam que a altura da deriva da liga varrida para cima no manto é comparável às partes mais grossas de D”. Dado os bilhões de anos para a acumulação progressiva das borras metálicas, é plausível que grande parte da complexidade e muitas das variações na espessura de D” resultam da forma como o fluxo de manto modula a camada de reação rica em liga. O fluxo também pode ter pegado em seu rastro outro material denso manto ou produtos do núcleo., Suspeitamos que as escórias de reação podem coletar, embora em menor medida, no lado interno da fronteira núcleo-manto. Uma versão mais fina da camada D provavelmente existe lá, apenas dentro do núcleo externo líquido.em vista da intensa dinâmica que ocorre a 2.900 km abaixo da superfície da terra, não deve ser surpreendente que as forças no sistema do manto Central possam estar fazendo sua presença sentir-se em toda a terra como um todo. Na verdade, os trabalhadores encontraram evidências tentadoras que sugerem que a zona do núcleo-manto influencia fortemente duas características observáveis na superfície., São as oscilações na rotação da Terra, conhecidas como nutações, e o campo geomagnético.Bruce A. Buffett, agora na Universidade de Chicago, concluiu que a fronteira núcleo-manto afeta as nutações da Terra. Ele fez isso depois de fazer cálculos muito precisos das oscilações. Os trabalhadores mediram a oscilação utilizando uma interferometria de referência muito longa. Astrônomos de rádio muitas vezes dependem desta técnica para fazer medições altamente precisas de objetos estelares. Várias forças de maré tinham sido pensadas para ser o único responsável por Nutações de terras., Tais mecanismos incluem o atrito gerado como a superfície sólida da terra se esfrega contra a atmosfera e oceanos, bem como as interações gravitacionais com o sol e a lua. Buffett descobriu, no entanto, um componente das nutações que não poderia ser explicado por forças de maré. Motivado pelos resultados das células de diamante, ele considerou a possibilidade de que uma fina zona de reação no limite do núcleo-manto poderia oferecer uma explicação para o componente anômalo de nutação.,

he showed that such a reaction layer can easily account for the nutation signal if the layer contains electrically conducting material, as inferred from experiments. As linhas de campo magnético que emanam do núcleo induziriam pequenas correntes elétricas a fluir na mistura condutora. Estas correntes, por sua vez, produzem os seus próprios campos magnéticos. Os pequenos campos magnéticos interagem com as principais linhas de campo geomagnético, assim como os pólos de um íman podem atrair ou repelir. Em essência, o núcleo e manto se comportam como dois ímãs que empurram uns contra os outros., Este acoplamento afecta as porcas. Os dados de interferometria basais são bem explicados se se invocar uma zona de reação heterogênea que contém metal e é algumas centenas de metros de espessura.

de fato, nossos experimentos previram tal configuração para a zona de reação. Espera-se que os produtos da reação na parte inferior do manto consistam em algumas dezenas de por cento de ligas condutores eletricamente, tais como silicídio de ferro e wstite. Uma zona consistindo de apenas 15 a 20 por cento de liga seria suficiente para explicar as nutações., Assim, a nossa conclusão de que a zona de reacção teria centenas de metros de espessura e flutuaria em espessura e condutividade ao longo da fronteira core-mantle está de acordo com a hipótese de Buffetts.

O segundo efeito de superfície observável que a região do núcleo-manto influencia é o campo magnético das terras. A origem do campo geomagnético principal é bem compreendida, pelo menos em termos gerais. Um efeito Dínamo, ao invés do magnetismo convencional do ferro no núcleo, produz o campo geomagnético. (O ferro já não é magnético nem nas pressões nem nas temperaturas existentes no núcleo., A agregação do núcleo externo líquido-metal cria correntes elétricas, análogas a um fio movido através de um campo elétrico. Como um fio carregando uma corrente, o núcleo então gera um campo magnético em torno de si.

convecção potencia o movimento do núcleo exterior fundido. O líquido quente do interior sobe para o Topo mais frio do núcleo. O movimento transfere calor para cima e provoca um fluxo Convectivo. Líquido mais frio de perto do limite do núcleo-manto afunda para baixo e, assim, também ajuda a alimentar a convecção., Outras fontes de convecção, como a separação interna de sólidos e líquidos no núcleo exterior, são possíveis. Desta forma, a energia mecânica da convecção–fluxo de fluido no núcleo exterior–é convertida em energia magnética.os princípios que regem este processo são chamados de magnetohidrodinâmica — uma combinação de hidrodinâmica, ou a física do fluxo de fluidos, e eletromagnetismo. As equações matemáticas por trás do processo, no entanto, são tão complicadas que ninguém foi capaz de resolvê-las em geral completa., Como resultado, as soluções obtidas baseiam-se em pressupostos fisicamente plausíveis, mas muito simplificados. As soluções obtidas a partir dessas suposições não necessariamente explicam os pequenos, mas observáveis detalhes do campo magnético da terra, tais como as ligeiras ondulações na intensidade do campo. Talvez a discrepância resulte de uma das simplificações tradicionais utilizadas no cálculo: que o núcleo metálico está rodeado por uma região isolante eletricamente, correspondente ao manto., Os geofísicos estão agora a reconhecer que o manto mais baixo não é completamente isolante, mas consiste numa mistura de ligas metálicas e silicatos isolantes.

motivado por esta informação, Friedrich H. Busse da Universidade de Bayreuth na Alemanha reexaminou as equações magnetohidrodinâmicas. He discovered a new class of mathematical solutions to the dynamo problem that result directly from the variations in electrical conductivity in the lowermost mantle. As soluções dependem de dois factores principais., Uma delas é que as linhas de campo geomagnético são essencialmente “congeladas” no metal líquido do núcleo exterior. Então, travadas no lugar, as linhas de campo movem-se apenas com o fluxo Convectivo do núcleo externo líquido. O segundo fator é que as regiões metálicas embutidas dentro da camada D ” interferem com o movimento horizontal das linhas de campo magnético que emanam do núcleo. A camada D ” pode então desviar ou empilhar as linhas de campo do núcleo. Ambos os fatores, de acordo com cálculos de Busses, criariam campos magnéticos locais na parte inferior do manto., Os campos explicariam várias complexidades do campo geomagnético, incluindo as ondulações observadas na intensidade do campo.

As características electromagnéticas dos limites do núcleo do manto podem afectar as inversões do campo magnético da Terra . Durante as inversões, que ocorrem a cada poucos 100.000 anos, os pólos magnéticos parecem seguir uma trajetória preferida. Tal preferência é especialmente evidente para as reveses mais recentes na história da Terra. O falecido S., Keith Runcorn do Imperial College London e da Universidade de AlaskaFairbanks postularam vários mecanismos pelos quais as variações elétricas da camada D podem influenciar o caminho dos pólos magnéticos.

em um sentido, então, a dinâmica entre o núcleo e o manto se estende além da Terra, estendendo-se bem no espaço através do campo geomagnético. Reconhecemos agora a importância planetária da interface core-mantle, e a tecnologia melhorada é certa para esclarecer como esta região remota molda a evolução da Terra.,o autor RAYMOND JEANLOZ e THORNE LAY estudam a física da terra profunda. Jeanloz, professor de ciência da terra e planetária e de astronomia na Universidade da Califórnia, Berkeley, recebeu seu Ph. D. em 1979 do California Institute of Technology. A Mac-Arthur Fellow, Jeanloz also studies the internal evolution of other terrestrial planets and the formation of new types of glass that have novel properties. Lay é professor de Ciências da terra na Universidade da Califórnia, Santa Cruz, onde também é diretor do Instituto de Geofísica e física planetária., Sua especialidade é o estudo de terremotos e a estrutura do interior das terras. Foi laureado com a Medalha Macelwane de 1991, e obteve seu Ph. D. em 1983 na Caltech.